5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)分析及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃探究

劉小平

摘要：5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是移動(dòng)通信領(lǐng)域的第五次革命，標(biāo)志著社會(huì)科技的創(chuàng)新和發(fā)展。本文首先介紹5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的含義和其在功能應(yīng)用、技術(shù)類(lèi)別和安全性方面的特點(diǎn)，然后從明確地位、技術(shù)融合、布局特點(diǎn)和實(shí)際結(jié)合四個(gè)方面分析5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)背景下的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，促進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；技術(shù)地位

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）01-0023-02

0 前言

現(xiàn)時(shí)代社會(huì)主義建設(shè)的背景下，人們對(duì)社會(huì)交流節(jié)奏有了更高的需求，對(duì)無(wú)線網(wǎng)路的更新?lián)Q代有了更大期許，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)隨之誕生。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合理應(yīng)用能夠加快社會(huì)的信息交換速度，促進(jìn)科技的發(fā)展，完善現(xiàn)代智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)技術(shù)，是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要。

1 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)含義

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是指是在第四代系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展升級(jí)而來(lái)的移動(dòng)通信技術(shù)，綜合了4G、WIFI等技術(shù)，通過(guò)不斷的更新和完善，達(dá)到促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的目的。5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)包括超密集網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)、自組織和內(nèi)容自發(fā)等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、D2D和M2M等通信系統(tǒng)以及云計(jì)算技術(shù)和情境感知技術(shù)等，其中情境感知技術(shù)的融入幫助5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用擺脫了人與人交流的限制，將業(yè)務(wù)有效擴(kuò)展到物與物、人與物等方向的溝通上，促進(jìn)現(xiàn)代科技的個(gè)性化、差異化和定制化發(fā)展。總體而言，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)是一次移動(dòng)通信技術(shù)轉(zhuǎn)向全面發(fā)展的革新過(guò)程。

2 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)

2.1 功能上的特點(diǎn)

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在使用感、效率和應(yīng)用范圍都有所優(yōu)勢(shì)。一方面，相比于第四代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以手機(jī)和電腦為主實(shí)現(xiàn)多元化的用戶(hù)移動(dòng)通訊需求，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍，用戶(hù)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系更加密切，有效提高了用戶(hù)使用度。另一方面，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅能夠加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)資源和信息的使用效率，加快用戶(hù)獲取線上信息的速度，擴(kuò)展獲取信息渠道，還能夠?qū)崿F(xiàn)資源的合理分配，降低了運(yùn)營(yíng)商的服務(wù)成本。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程是傳輸信息傳輸速率不斷增加，延遲速率逐漸降低的過(guò)程，到了5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)代信息傳輸速率將到10Gbps，延遲速率將接近于零?？傮w而言，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是對(duì)4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和WIFI的融合與升級(jí)。

2.2 技術(shù)應(yīng)用上的特點(diǎn)

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)會(huì)根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求和應(yīng)用功能劃分為不同的應(yīng)用場(chǎng)景和技術(shù)架構(gòu)。國(guó)際電信聯(lián)盟指出其主要包括三個(gè)方面。第一，移動(dòng)寬帶服務(wù)的增強(qiáng)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)必須以移動(dòng)寬帶作為發(fā)展基礎(chǔ)，利用移動(dòng)寬帶的擴(kuò)展進(jìn)行第五代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)和創(chuàng)新，由此開(kāi)展無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作。第二，在物聯(lián)網(wǎng)與海量機(jī)器類(lèi)通信業(yè)務(wù)。這方面主要是針對(duì)低頻段移動(dòng)通信，抓住低頻段用戶(hù)，增加用戶(hù)、用戶(hù)設(shè)備端和服務(wù)端的交流，滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)人們的需求[1]。海量機(jī)器通信設(shè)備業(yè)務(wù)是指以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合NB-IOT技術(shù)創(chuàng)造出大規(guī)模、低成本和低耗能的用戶(hù)端設(shè)備，利用其創(chuàng)造設(shè)備的商用價(jià)值，融入社會(huì)生活，其中包括檢測(cè)系統(tǒng)、智能家居和運(yùn)行設(shè)備等。第三，降低移動(dòng)通信的延時(shí)技術(shù)。5G網(wǎng)絡(luò)在保證信息傳輸速率加快的同時(shí)，必須保證延時(shí)的降低。超低的可靠的延時(shí)能夠擴(kuò)展5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的使用領(lǐng)域，極強(qiáng)其與社會(huì)安全領(lǐng)域的融合，主要表現(xiàn)為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和生產(chǎn)控制系統(tǒng)。

2.3 具有較高的安全性

相比于第四代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有超高的可靠性和安全性，將用戶(hù)安全保護(hù)和隱私加密融入到關(guān)鍵業(yè)務(wù)控制領(lǐng)域，將用戶(hù)移動(dòng)安全提升到極致。一方面，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)保障了超高的數(shù)據(jù)容量和感知性，數(shù)據(jù)容量為數(shù)據(jù)的保存提供安全空間，避免了數(shù)據(jù)的短缺和丟失；感知性的提高為密碼技術(shù)和報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用提供條件，促進(jìn)了大數(shù)據(jù)分析、自動(dòng)化和智能化技術(shù)的融合。除了保證系統(tǒng)本身的安全性和可靠性外，這種技術(shù)的融合還能夠?qū)?G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)擴(kuò)展到醫(yī)學(xué)、交通和工業(yè)等領(lǐng)域，進(jìn)而提升相關(guān)產(chǎn)業(yè)的安全性。另一方面，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)強(qiáng)調(diào)了服務(wù)端和用戶(hù)端的有效連接，使用戶(hù)端的安全性、傳輸速率和風(fēng)險(xiǎn)保持高度一致，服務(wù)端可以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)端的安全升級(jí)、查毒等細(xì)微調(diào)控。總體而言，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)安全技術(shù)的融合，提高系統(tǒng)的整體安全，順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)。

3 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃探究

3.1 明確5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的地位

以5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)該明確5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在應(yīng)用中的地位，由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和布局會(huì)隨著技術(shù)的更換發(fā)生變化，所以應(yīng)該重視5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)安排。一方面，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠?qū)o(wú)線接入網(wǎng)的運(yùn)行和架構(gòu)產(chǎn)生影響[2]。5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的整體架構(gòu)與4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)存在差別，轉(zhuǎn)變?yōu)楦咔逡曨l、語(yǔ)音、海量物聯(lián)和任務(wù)關(guān)鍵性四個(gè)部分，保證了信息傳遞的簡(jiǎn)潔性。以CU技術(shù)應(yīng)用為例，這種接入網(wǎng)架構(gòu)能夠保證RRU和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的良好融合，實(shí)現(xiàn)工程一體化模式，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)云化發(fā)展和智能化發(fā)展。由此，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃上將更加強(qiáng)調(diào)云服務(wù)，以用戶(hù)端為主體，傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單規(guī)劃思路將需要完善。另一方面，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)手段能夠充分的發(fā)揮大寬帶的技術(shù)應(yīng)用，保證信息進(jìn)入的兼容性，解決用戶(hù)體驗(yàn)感的需求，進(jìn)而完善無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。這些優(yōu)勢(shì)是4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有的，傳統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃思維和方案不能充分發(fā)揮5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，所以在進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)保證5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的主體地位，依照5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和連接架構(gòu)選擇合適的規(guī)劃方案。

3.2 加強(qiáng)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與關(guān)鍵技術(shù)的融合

5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合了4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和WIFI的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行升級(jí)、改革和創(chuàng)新，使用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大?；诖?，現(xiàn)代的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃必須注意加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)與5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，主要從以下幾個(gè)方面入手。第一，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中采用新型空口技術(shù)。新型口空技術(shù)是指利用大規(guī)模多輸入輸出系統(tǒng)和5G低頻空口技術(shù)相結(jié)合，提升網(wǎng)絡(luò)頻譜的技術(shù)。在規(guī)劃上要求MIMO技術(shù)能夠包含大規(guī)模的天線，利用天線完成信號(hào)轉(zhuǎn)換和傳輸，降低外在因素的干擾，進(jìn)而確保5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸數(shù)據(jù)；5G低頻空口技術(shù)是確保低頻分段信息高效傳輸?shù)谋Ｕ希瑢?shí)現(xiàn)傳輸系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的分離，保障5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸基站的穩(wěn)定性。

第二，路線與場(chǎng)景技術(shù)與5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合。路線與場(chǎng)景技術(shù)是指無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中根據(jù)用戶(hù)需求情況和外在環(huán)境進(jìn)行場(chǎng)景和技術(shù)的制定。有效結(jié)合路線與場(chǎng)景技術(shù)能夠降低運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行耗能，有效提升無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)和信息傳輸速率。例如，在高頻分段頻譜中規(guī)劃中采用該混合組網(wǎng)和MIMO技術(shù)、利用皮基站技術(shù)完成回傳和網(wǎng)絡(luò)覆蓋工作，同時(shí)降低高頻器件的耗能，才能充分實(shí)現(xiàn)近距離數(shù)據(jù)的高效傳輸?？傮w而言，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)該保證5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)的有效發(fā)揮。

3.3 依照5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行布局

為了保證規(guī)劃的可實(shí)行性，技術(shù)人員在進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)應(yīng)該注意5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)模式、特點(diǎn)和影響因素等方面，避免規(guī)劃與5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)相矛盾，重視預(yù)算和配套規(guī)劃。5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃一般分為低頻和高頻兩部分內(nèi)容，技術(shù)人員應(yīng)該進(jìn)行分別設(shè)計(jì)[3]。一方面，低頻無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)主要是指6GHz以下頻譜的規(guī)劃設(shè)計(jì)，進(jìn)行時(shí)可以通過(guò)增加頻譜數(shù)量、分析其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的退聘和退網(wǎng)情況、加強(qiáng)5G空口關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用等方式進(jìn)行。低頻技術(shù)不需要減少發(fā)射器和接收器間的阻礙。另一方面，高頻分段的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)該重視傳播范圍的需求，降低外在因素的干擾。高頻分段的無(wú)線網(wǎng)路接收器的信噪比較高，發(fā)射器的輸出功率較低，需要采用較寬的坡段和更復(fù)雜的信號(hào)線形度。例如，802.11a在3.5GHZ頻譜下的帶寬為11Mbps，在5GHz下的帶寬可以高達(dá)54Mbps。高頻頻段的設(shè)計(jì)可以分為長(zhǎng)距離和短距離兩種，長(zhǎng)距離系統(tǒng)主要應(yīng)用于衛(wèi)星鏈路和基站鏈路，短距離系統(tǒng)主要應(yīng)用于802.11a和802.11b中，技術(shù)人員根據(jù)不同的應(yīng)用制定不同的規(guī)劃。

3.4 以用戶(hù)為中心的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)背景下的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)該以用戶(hù)為中心進(jìn)行設(shè)計(jì)，增加網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率，根據(jù)用戶(hù)需求進(jìn)行合理資源分配。以用戶(hù)為中心的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃主要從城市建設(shè)和用戶(hù)需求兩個(gè)角度進(jìn)行。一方面，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)作為未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)和發(fā)展的基礎(chǔ)，在規(guī)劃中需要小型的基站做未來(lái)城市電力、管道和其他領(lǐng)域發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)支持。規(guī)劃中根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)情況和發(fā)展趨勢(shì)選擇不同的建設(shè)方式，與城市規(guī)劃相結(jié)合，做出統(tǒng)籌性的規(guī)劃。例如，某城市計(jì)劃未來(lái)將擴(kuò)展一萬(wàn)個(gè)監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)城市的監(jiān)控更新，利用5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)做到高清視頻的獲取，所以這個(gè)城市在制定無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)應(yīng)該擴(kuò)展相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)基站。另一方面，在基站建設(shè)點(diǎn)時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)該分析用戶(hù)環(huán)境，利用4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的使用情況區(qū)分商用和民用；利用4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)數(shù)量區(qū)分市場(chǎng)的繁華程度，進(jìn)而選擇合理的基站建設(shè)數(shù)量，制定科學(xué)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有低耗能、傳輸速率高和延遲低等特點(diǎn)。制定科學(xué)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需要將會(huì)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)搭建技術(shù)融合，重視5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的主體地位，根據(jù)低頻和高頻選擇不同的規(guī)劃，滿(mǎn)足城市發(fā)展和用戶(hù)的使用需求。由此，5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用研究仍需要不斷完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 李少華.淺析5G網(wǎng)絡(luò)低時(shí)延特性及優(yōu)化措施[J].電子世界，2018（24）：117-118.

[2] 袁丹丹.關(guān)于5G網(wǎng)絡(luò)安全發(fā)展趨勢(shì)探析[J].中國(guó)新通信，2018（24）：135.

[3] 張虹瓊.5G移動(dòng)通信技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（35）：98-99.

Abstract：5G network technology is the fifth revolution in the field of mobile communications， marking the innovation and development of social science and technology. This paper first introduces the meaning of 5G wireless network technology and its characteristics in functional applications， technology categories and security， and then analyzes wireless network planning in the context of 5G network technology from four aspects： clear status， technology integration， layout characteristics and practical combination. Promote the application of 5G network technology.

Key words：5G network technology； wireless network planning； technical status